限时训练】第五章：机械能及其守恒定律 章末盘点(含解析)限时训练】第五章：机械能及其守恒定律 章末盘点(含解析).doc

一、易错易混专练 1．一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F的作用下，从P点缓慢地移动到Q点，如图1所示，则力F所做的功为(　　)．图1 A．mglcos θ B．Flsin θ C．mgl(1－cos θ) D．Flcos θ 解析　 答案　C 2．如图2所示，甲、乙两车用轻弹簧相连静止在光滑的水平面上，现在同时对甲、乙两车施加等大反向的水平恒力F1、F2，使甲、乙同时由静止开始运动，在整个过程中，对甲、乙两车及弹簧组成的系统(假定整个过程中弹簧均在弹性限度内)，说法正确的是(　　)．图2A．系统受到外力作用，动能不断增大 B．弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大 C．恒力对系统一直做正功，系统的机械能不断增大 D．两车的速度减小到零时，弹簧的弹力大小大于外力F1、F2的大小 解析　对甲、乙单独受力分析，两车都先加速后减速，故系统动能先增大后减少，A错误；弹簧最长时，外力对系统做正功最多，系统的机械能最大，B正确；弹簧达到最长后，甲、乙两车开始反向加速运动，F1、F2对系统做负功，系统机械能开始减少，C错；当两车第一次速度减小到零时，弹簧弹力大小大于F1、F2的大小，当返回速度再次为零时，弹簧的弹力大小小于外力F1、F2的大小，D错． 答案　B 3．如图3所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是(　　)．图3A．小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功 B．小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球处于失重状态 C．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒 D．小球从下落到从右侧离开槽的过程机械能守恒 解析　小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形槽有向左运动的趋势，但是实际上没有动，整个系统只有重力做功，所以小球与槽组成的系统机械能守恒．而小球过了半圆形槽的最低点以后，半圆形槽向右运动，由于系统没有其他形式的能量产生，满足机械能守恒的条件，所以系统的机械能守恒．小球到达槽最低点前，小球先失重，后超重．当小球向右上方滑动时，半圆形槽向右移动，半圆形槽对小球做负功，小球的机械能不守恒．综合以上分析可知选项C正确． 答案　C 4．如图4所示，轻质弹簧竖直放置在水平地面上，它的正上方有一金属块从高处自由下落，从金属块自由下落到第一次速度为零的过程中(　　)．图4A．重力先做正功，后做负功 B．弹力先做正功，后做负功 C．金属块的动能最大时，弹力与重力相平衡 D．弹簧的弹性势能最大时，金属块的动能最大 解析　金属块从开始自由下落至第一次速度为零的全过程包括三个“子过程”，其受力如图所示． 在整个过程中，重力方向始终与位移同方向，重力始终做正功，故不选A. 在整个过程中，弹力F方向与位移方向始终反向，所以弹力始终做负功，故不选B.在自由落体与压缩弹簧至平衡位置前的两个子过程与中，Fmg时，加速度a向下，v向下，且不断增大．在F＝mg平衡位置，a＝0，此时速度最大为vm、动能最大，故选C. 速度为零时，弹簧形变最大，所以此时弹簧弹性势能最大，金属块的动能为零，故不选D. 答案　C 5．如图5所示，木板质量为M，长度为L，小木块(可视为质点)的质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板和小木块连接，小木块与木板间的动摩擦因数为μ，开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将小木块拉至木板右端，拉力至少做功为(　　)．图5A. B．2μmgL C．μmgL D．μ(M＋m)gL 解析　若使拉力F做功最少，在拉力F作用下使小木块和木板恰好做匀速直线运动，对小木块和木板进行受力分析容易得出拉力F＝2μmg(此时绳子上的拉力等于μmg)，而拉力F发生的位移为，所以由功的公式可得W＝Fs＝2μmg×＝μmgL. 答案　C 6．如图6所示，水平抛出的物体抵达斜面上端P处时，其速度方向恰好沿着斜面向下，然后沿斜面无摩擦滑下，下列图象中正确描述物体重力的功率PG随时间t变化的图象是(　　)．图6解析　抵达P处前，物体做平抛运动，其在竖直方向上的分速度大小为vy＝gt，重力的功率PG＝mgvy＝mg2t，可见，该过程对应的PGt图象是一条经过原点的倾斜直线，直线的斜率k1＝mg2，选项A、B错误；滑上斜面后，物体做匀加速直线运动，其在竖直方向上的分运动也是匀加速直线运动，不过其加速度ay小于g，所以PG＝mg(vy0＋ayt)＝mgvy0＋mgayt＝PG0＋mgayt，可见，该过程对应的PGt图象也是一条倾斜直线，直线的斜率k2＝mgayk1，所以选项C正确、D错误． 答案　C 7．如图7所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为3